本發(fā)明涉及一種單面出光的陶瓷基板led燈及其制備方法。

背景技術(shù)：

陶瓷基板的大功率led在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的應用，雖然一般陶瓷的導熱性能不如銅和鋁，但氮化鋁陶瓷的導熱性能已經(jīng)很接近銅和鋁，而且陶瓷基板硬度高不變形，可以做的很薄，其優(yōu)異的絕緣性抗腐蝕性和金屬基板相比具有無可比擬的優(yōu)越性，可以在很小的面積上實現(xiàn)高密度高功率發(fā)光。

由于光型的需要，在很多應用場合需要單面出光的led，例如汽車前大燈，對射出的光斑的高低寬窄和形狀都有嚴格的規(guī)定，一個五面發(fā)光的led很難做到完美的光型，因此要求led只在前面出光而側(cè)面不出光，在如此窄小的陶瓷基板上實現(xiàn)單面出光很困難，而且極高的溫度和震動環(huán)境對材料的要求極高，目前的辦法是在陶瓷基板上加上一圈白色圍壩膠，白色圍壩膠通常為二氧化鈦粉末與硅膠的混合物。

這種結(jié)構(gòu)是借鑒了cob(chiponboard；板上芯片封裝)led的做法，白色圍壩膠的主要作用是把側(cè)面的光擋住并反射回去，以達到只在正面出光側(cè)面不出光的目的。但在實際應用中，采用白色圍壩膠的led燈具有以下幾個方面的不足：

1.白色圍壩膠實際上擋光和反射光的效果不是特別好，白色圍壩膠成分是白色二氧化鈦粉末摻在透明硅膠里，二氧化鈦顆粒間充滿了透明的硅膠，而且二氧化鈦漫反射入射光，實際情況是很多光仍然可以進入且透過薄薄的白色圍壩膠從側(cè)面透出來；

2.光損失大，由于光線在白色圍壩膠內(nèi)部大量漫反射，造成很大的光損失；

3.由于摻入了高濃度的二氧化鈦，白色圍壩膠的粘接性能下降，在汽車大燈這種高溫高震動環(huán)境下容易脫落，而降低二氧化鈦的濃度又不能起到有效的擋光作用；

4.加工工藝復雜成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種單面出光的陶瓷基板led燈，所述單面出光的陶瓷基板led燈通過在led芯片的外周設(shè)置一圈邊框，且所述邊框是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，由于高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料反光性能優(yōu)異，光線不會進入內(nèi)部漫反射，避免了光損失，而且金屬材料邊框?qū)嵝阅苓h好于現(xiàn)有技術(shù)中的硅膠和二氧化鈦，能夠提升導熱效率，降低led芯片的溫度，進而延長led燈的壽命。

根據(jù)本發(fā)明的單面出光的陶瓷基板led燈，所述單面出光的陶瓷基板led燈包括陶瓷基板；led芯片，所述led芯片固定設(shè)置于所述陶瓷基板上；邊框，所述邊框固定設(shè)置在所述陶瓷基板上且環(huán)繞設(shè)置在所述led芯片的外周，所述邊框是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料；填充物，所述填充物填充設(shè)置在所述邊框中且覆蓋所述led芯片。

根據(jù)本發(fā)明的單面出光的陶瓷基板led燈，所述單面出光的陶瓷基板led燈通過在led芯片的外周設(shè)置一圈邊框，且所述邊框是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，由于高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料反光性能優(yōu)異，光線不會進入內(nèi)部漫反射，避免了光損失，而且金屬材料邊框?qū)嵝阅苓h好于現(xiàn)有技術(shù)中的硅膠和二氧化鈦，能夠提升導熱效率，降低led芯片的溫度，進而延長led燈的壽命。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述的單面出光的陶瓷基板led燈，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

所述高反光系數(shù)的金屬材料是鋁或不銹鋼，所述表面鍍有高反光層的金屬材料是鍍銀的鋁或鍍銀的銅或鍍銀的鐵或鍍銀的其它金屬，所述表面鍍有高反光層的非金屬材料是鍍銀的非金屬材料或者電鍍的非金屬材料。

所述填充物還用于連接固定所述邊框與所述陶瓷基板。

所述填充物是一定比例混合的熒光粉和硅膠。

所述led芯片是白光led芯片級封裝，所述白光led芯片級封裝的外表面上涂敷有熒光粉，所述填充物是透明硅膠，且所述邊框與所述陶瓷基板通過所述透明硅膠粘結(jié)固定。

所述邊框的上表面位于所述led芯片的上表面的外側(cè)，所述邊框的上表面與所述led芯片的上表面具有一高度差h，且50um≤h≤1000um。

所述陶瓷基板的材料是氧化鋁或氮化鋁。

所述陶瓷基板的厚度為0.15mm-1.0mm。

所述led芯片為倒裝結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)或平行結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供了一種制作單面出光的陶瓷基板led燈的方法，所述方法包括以下步驟：在一真空室中將陶瓷基板固定在加熱裝置上，所述加熱裝置是加熱臺或加熱板，將邊框用耐高溫雙面膠帶粘貼在一耐高溫平板上，所述邊框與所述陶瓷基板相對，其中，所述邊框是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，所述陶瓷基板包括多個焊接固定在其表面的led芯片，所述邊框包括多個鏤空部，所述多個鏤空部的尺寸大于所述多個led芯片的尺寸，且多個所述鏤空部與多個所述led芯片分別一一對應；將一定比例混合的熒光粉與硅膠涂敷在所述陶瓷基板表面，然后關(guān)閉所述真空室并抽真空；對所述陶瓷基板加熱至150℃，并控制所述耐高溫平板朝向所述加熱裝置運動直至所述邊框與所述陶瓷基板相接觸，從而對所述熒光粉與硅膠熱壓成型；當硅膠固化后，停止加熱并放氣，打開所述真空室將熱壓成一體的所述邊框與所述陶瓷基板取出，將一體的所述邊框與所述陶瓷基板依照所述多個led芯片之間的間隙進行切割，以形成多個單體，其中多個所述單體的數(shù)量與多個所述led芯片的數(shù)量相等。

根據(jù)本發(fā)明的制作單面出光的陶瓷基板led燈的方法，不僅可實現(xiàn)大規(guī)模制作led燈，工作效率較高，而且制作出的led燈光損失少，導熱效率高，壽命長。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明的一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的另一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的又一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的一個實施例的包括多個led芯片的陶瓷基板的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的一個實施例的包括多個鏤空部的邊框的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明的一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相隔離的結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明的另一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相隔離的結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明的一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相接觸的結(jié)構(gòu)圖；以及

圖9是本發(fā)明的另一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相接觸的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

圖1是本發(fā)明的一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的另一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的又一個實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的一個實施例的包括多個led芯片的陶瓷基板的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的一個實施例的包括多個鏤空部的邊框的結(jié)構(gòu)圖。參考圖1-圖5，本發(fā)明提供了一種單面出光的陶瓷基板led燈，所述單面出光的陶瓷基板led燈包括陶瓷基板10、led(lightingemittingdiode；發(fā)光二極管)芯片20、邊框30以及填充物40。

陶瓷基板10構(gòu)成了led燈的基本組成部分，其由陶瓷材料制備而成。

led芯片20固定設(shè)置在陶瓷基板10上，具體地，led芯片20可以通過表面封裝技術(shù)或者焊接而固定連接在陶瓷基板10的表面上。在具體實施中，所述led燈可以包括1個或多個led芯片20。在本實施例中，所述led燈包括4個led芯片20，且4個led芯片20串聯(lián)連接。

邊框30固定設(shè)置在陶瓷基板10上且環(huán)繞設(shè)置在所述led芯片20的外周，即led芯片20可以位于陶瓷基板10的上表面的中心位置，邊框30環(huán)繞設(shè)置在led芯片20的外周且固定設(shè)置在陶瓷基板10上。

所述邊框30是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，例如，所述邊框30是金屬材料時可以是鋁或不銹鋼；所述邊框30是表面鍍有高反光層的金屬材料時可以是鍍銀的鋁或銀銀的銅或鍍銀的鐵或鍍銀的其它金屬；所述邊框30是表面鍍有高反光層的非金屬材料時可以是鍍銀的非金屬材料或電鍍的非金屬材料。在本實施例中，所述邊框30是以一鋁片為例。

填充物40填充設(shè)置在所述邊框30中且覆蓋所述led芯片20，填充物40不僅起著連接邊框30與陶瓷基板10的作用，而且其覆蓋led芯片20從而起到保護led芯片20的作用。

本發(fā)明實施例的單面出光的陶瓷基板led燈，所述單面出光的陶瓷基板led燈通過在led芯片20的外周設(shè)置一圈邊框30，且所述邊框30是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，由于高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料反光性能優(yōu)異，光線不會進入內(nèi)部漫反射，避免了光損失，而且金屬材料邊框?qū)嵝阅苓h好于現(xiàn)有技術(shù)中的硅膠和二氧化鈦，能夠提升導熱效率，降低led芯片20的溫度，進而延長led燈的壽命。

在具體實施中，所述填充物40還用于連接固定所述邊框30與所述陶瓷基板10。參見圖1，填充物40填充在所述陶瓷基板10與所述邊框30之間以及填充在所述邊框30中，填充物40覆蓋led芯片20，即填充物40不僅起著連接邊框30與陶瓷基板10的作用，而且其覆蓋led芯片20從而起到改變光色和保護led芯片20的作用。

在具體實施中，所述填充物40是一定比例混合的熒光粉和硅膠，參考圖1，所述一定比例混合的熒光粉和硅膠填充在所述陶瓷基板10與所述邊框30之間以及所述邊框30中，即所述陶瓷基板10與所述邊框30通過所述一定比例混合的熒光粉和硅膠粘接固定，由于熒光粉的濃度遠低于現(xiàn)有技術(shù)中的白色圍壩膠中二氧化鈦的濃度，基本不影響硅膠粘接性能，而且厚度只有十幾微米，露出的光線強度微乎其微。

在具體實施中，參考圖2，所述led芯片20以及陶瓷基板10上已經(jīng)事先噴涂了一層熒光粉，涂層是透明硅膠與熒光粉的混合物，固化后形成一薄層，此時，所述填充物40是透明硅膠60，即本實施例的led芯片20及陶瓷基板10是預先涂敷了熒光粉，透明硅膠60覆蓋所述led芯片20，且透明硅膠60填充設(shè)置在邊框30與陶瓷基板10之間以及邊框30中，透明硅膠60起著粘結(jié)固定邊框30與陶瓷基板10以及作為邊框30中的填充介質(zhì)的作用。

在具體實施中，參考圖3，所述led芯片20是白光led芯片級封裝(chipscale；csp)，所述白光led芯片級封裝的外表面上涂敷有熒光粉，所述填充物40是透明硅膠60，且所述邊框30與所述陶瓷基板10通過所述透明硅膠60粘結(jié)固定，即本實施例的led芯片20是預先涂敷了熒光粉的白光led芯片級封裝，透明硅膠60覆蓋所述led芯片20，且透明硅膠60填充設(shè)置在邊框30與陶瓷基板10之間以及邊框30中，透明硅膠60起著粘結(jié)固定邊框30與陶瓷基板10以及作為邊框30中的填充介質(zhì)的作用。

在具體實施中，也可以先在邊框30與陶瓷基板10相對應的位置上涂敷一層透明硅膠，通過熱壓成型與陶瓷基板10熱壓粘接在一起，然后在每個led芯片20上逐個滴上熒光粉與硅膠，控制劑量使得硅膠平面與邊框30的平面齊平而不溢出，然后固化。

在具體實施中，所述邊框30的上表面位于所述led芯片20的上表面的外側(cè)，所述邊框30的上表面與所述led芯片20的上表面具有一高度差h，且50um≤h≤1000um，即邊框30的上表面高于led芯片20的上表面，且邊框30的上表面與led芯片20的上表面具有一高度差h，150um≤h≤1000um，從而將led芯片20設(shè)置在邊框30中，起到保護led芯片20的作用。

在具體實施中，所述陶瓷基板10的材料是氧化鋁或氮化鋁。

在具體實施中，所述陶瓷基板10的厚度為0.15mm-1.0mm。

在具體實施中，所述led芯片20為倒裝結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)或平行結(jié)構(gòu)。在本實施中，所述led芯片20是以一倒裝結(jié)構(gòu)為例。

在具體實施中，所述led芯片20的發(fā)光顏色可以為藍色，也可以為其它顏色，例如白色等。

在具體實施中，所述led燈可以包括1-100個led芯片20。在本實施例中，所述led燈包括4個串聯(lián)設(shè)置的led芯片20。

在具體實施中，所述led燈的形狀可以根據(jù)實際需求設(shè)置，例如可以設(shè)置成長方形、正方形、橢圓形等。

在具體實施中，所述led芯片20上的填充物40的上表面可以與邊框30的上表面齊平，也可以稍微突出或凹進。

圖4是本發(fā)明的一個實施例的包括多個led芯片的陶瓷基板的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的一個實施例的包括多個鏤空部的邊框的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相隔離的結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明的另一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相隔離的結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明的一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相接觸的結(jié)構(gòu)圖；圖9是本發(fā)明的另一個實施例的加熱臺與耐高溫平板相接觸的結(jié)構(gòu)圖。參考圖4-圖9，本發(fā)明還提出了一種制作上述實施例的單面出光的陶瓷基板led燈的方法，所述方法具體包括以下步驟：

s1、在一真空室中將陶瓷基板10固定在加熱裝置100上，將邊框30用耐高溫雙面膠帶粘貼在一耐高溫平板200上，所述邊框30與所述陶瓷基板10相對，其中，所述邊框30是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，所述陶瓷基板10包括多個焊接固定在其表面的led芯片20，所述邊框30包括多個鏤空部31，所述多個鏤空部31的尺寸大于所述多個led芯片20的尺寸，且多個所述鏤空部與多個所述led芯片分別一一對應。

在具體實施中，所述加熱裝置100包括加熱臺或加熱板。在本實施例中，所述加熱裝置100是以一加熱臺為例。

在具體實施中，所述邊框30是高反光系數(shù)的金屬材料或表面鍍有高反光層的金屬材料或非金屬材料，例如，所述邊框30是金屬材料時可以是鋁或不銹鋼；所述邊框30是鍍層金屬材料時可以是鍍銀的鋁或銀銀的銅或鍍銀的鐵或鍍銀的其它金屬；所述邊框30是鍍層非金屬材料時可以是鍍銀的非金屬材料或電鍍的非金屬材料。在本實施例中，所述邊框30是以一鋁片為例。

在具體實施中，陶瓷基板10的至少一表面上包括多個焊接固定的led芯片20，邊框30包括多個鏤空部31，鏤空部31的數(shù)量與led芯片20的數(shù)量保持一致，且鏤空部31的尺寸大于led芯片20的尺寸，從而可以使得led芯片20容納在鏤空部31中，起到保護led芯片20的作用。

本實施例中的陶瓷基板10位于下方，邊框30位于陶瓷基板10的上方。在其它實施例中，也可以將陶瓷基板10與邊框30的位置對調(diào)，即將邊框30設(shè)置在下方，陶瓷基板10設(shè)置在邊框30的上方，將熒光粉與硅膠涂敷在位于下方的邊框30上進行熱壓成型。

s2、將一定比例混合的熒光粉與硅膠涂敷在所述陶瓷基板10表面，然后關(guān)閉所述真空室并抽真空。

s3、對所述陶瓷基板10加熱至150℃，并控制所述耐高溫平板200朝向所述加熱裝置100運動直至所述邊框30與所述陶瓷基板10相接觸，從而對所述熒光粉與硅膠熱壓成型。

通過控制耐高溫平板200朝向所述加熱裝置100運動直至所述邊框30與所述陶瓷基板10相接觸，且將邊框30的鏤空部31的尺寸設(shè)置成大于led芯片20的尺寸，從而可以將led芯片20容納在所述鏤空部31中，且通過熱壓成型將所述熒光粉與硅膠填充在所述陶瓷基板10與邊框30之間以及邊框30中。

s4、當硅膠固化后，停止加熱并放氣，打開所述真空室將熱壓成一體的所述邊框30與所述陶瓷基板10取出，將一體的所述邊框30與所述陶瓷基板10依照所述多個led芯片20之間的間隙進行切割，以形成多個單體，其中多個單體的數(shù)量與多個所述led芯片20的數(shù)量相等。

即當硅膠固化后，將一體的所述邊框30與所述陶瓷基板10取出，按照單個led芯片20外周的輪廓進行切割，從而形成單個的帶有金屬邊框且單面出光的陶瓷基板led燈。

在具體實施中，所述硅膠固化后在常溫的硬度在邵氏40a以上。

根據(jù)本發(fā)明的制作單面出光的陶瓷基板led燈的方法，不僅可實現(xiàn)大規(guī)模制作led燈，工作效率較高，而且制作出的led燈光損失少，導熱效率高，壽命長。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。